Nama Lengkap : Dr. Diana Rakhmawaty Eddy,M.Si.

E-mail : [email protected]

Bidang Keahlian : Kimia Material

Prodi S2 Calon Mahasiswa: Magister Ilmu Kimia

Prodi S3 Calon Mahasiswa: Doktoral Ilmu Kimia

Judul Penelitian yang Ditawarkan:

Efek sinergis penggabungan magnetit (Fe3O4) dengan grafit-karbon nitrida (g-C3N4) dalam degradasi polutan dan reduksi ion logam

Synergistic effect of combining magnetite (Fe3O4) with graphite-carbon nitride (g-C3N4) in pollutant degradation and metal ion reduction

 

Abstrak:

Industrialisasi global yang signifikan menciptakan sejumlah tantangan besar yang mengancam kelangsungan hidup dan pembangunan manusia, termasuk pencemaran lingkungan, kekurangan energi, dan degradasi ekologi. Teknologi fotokatalitik yang menggunakan semikonduktor potensial untuk mengatasi masalah ini. Fotokatalisis telah diterapkan secara luas dalam pengolahan lingkungan, dan kemajuan signifikan telah dicapai dalam penelitian pemisahan air, pengolahan air limbah, pemurnian udara, dan bidang lainnya. Namun, penggunaan katalis terbatas karena katalis biasanya hanya aktif pada sinar ultraviolet (UV), sehingga pemanfaatannya terbatas. Oleh karena itu, diperlukan penelitian untuk memperoleh katalis yang aktif pada sinar UV maupun cahaya tampak sehingga dapat dimanfaatkan lebih luas. Pada usulan penelitian ini, grafit karbon nitrida (g-C3N4) akan dikompositkan dengan magnetit (Fe3O4) yang dimungkinkan akan memiliki aktivitas yang baik pada sinar ultraviolet maupun cahaya tampak. Keunggulan dari kedua material ini adalah tidak beracun, harga murah, dan kemampuan menyerap cahaya yang tinggi. Selain itu, penggunaan Fe3O4 yang memiliki sifat magnet yang baik membuat pemisahan setelah reaksi yang mudah membuat penggunaan kembali katalis setelah reaksi menjadi lebih baik. Penelitian ini bertujuan untuk menyintesis komposit Fe3O4/g-C3N4 untuk fotokatalisis reduksi logam berat dan degradasi zat warna secara simultan. Penelitian ini dibagi menjadi tiga tahap: tahap pertama adalah sintesis material katalis grafit karbon nitride (g-C3N4) dan dikompositkan dengan material magnetit (Fe3O4) serta karakterisasinya menggunakan XRD, SEM, TEM, FTIR, TGA, spektroskopi UV-vis, spektroskopi fotoluminesensi, XPS, dan zeta potensial. Tahap kedua pengujian aktivitas fotokatalisis sebagai pereduksi logam berat dan degradasi zat warna. Tahap ketiga melakukan studi optimasi parameter fotokatalisis dan pengujian mekanisme reaksi. Dari penelitian ini diharapkan diperoleh katalis yang unggul untuk remediasi limbah logam berat maupun zat warna yang diharapkan dapat diterapkan untuk teknologi industry pengolahan limbah di Indonesia. Selain itu, hasil penelitian juga diharapkan memberikan wawasan baru mengenai ilmu kimia khususnya untuk perkembangan studi katalis.

 

Abstract:

Significant global industrialization is creating a number of major challenges that threaten human survival and development, including environmental pollution, energy shortages, and ecological degradation. Photocatalytic technology that uses semiconductors has the potential to overcome this problem. Photocatalysis has been widely applied in environmental processing, and significant progress has been made in research on water separation, wastewater treatment, air purification and other fields. However, the use of catalysts is limited because catalysts are usually only active in ultraviolet (UV) light, so their use is limited. Therefore, research is needed to obtain catalysts that are active in UV and visible light so that they can be used more widely. In this research proposal, graphite carbon nitride (g-C3N4) will be composited with magnetite (Fe3O4) which is likely to have good activity in ultraviolet and visible light. The advantages of these two materials are non-toxic, low price, and high light absorbing ability. In addition, the use of Fe3O4 which has good magnetic properties makes separation after the reaction easy making reuse of the catalyst after the reaction better. This research aims to synthesize Fe3O4/g-C3N4 composites for simultaneous photocatalysis of heavy metal reduction and dye degradation. This research is divided into three stages: the first stage is the synthesis of graphite carbon nitride catalyst material (g-C3N4) and composite with magnetite material (Fe3O4) and its characterization using XRD, SEM, TEM, FTIR, TGA, UV-vis spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, XPS, and zeta potential. The second stage was testing photocatalytic activity as a reducer of heavy metals and degradation of dyes. The third stage carried out photocatalysis parameter optimization studies and reaction mechanism testing. From this research, it is hoped that superior catalysts will be obtained for the remediation of heavy metal waste and dyes which are expected to be applied to industrial waste processing technology in Indonesia. Apart from that, the research results are also expected to provide new insights into chemistry, especially for the development of catalyst studies.